几何非线性因素耦合作用下悬索管桥索结构的应力分布

针对悬索管桥索结构体系的几何非线性行为,进行了耦合作用下索单元刚度矩阵的分析。在此基础上以某黄河悬索管桥为原型,建立了悬索管桥有限元仿真模型。通过找形计算确定了索结构的初始位置。并在正常运营的工况下对该管桥采取非线性有限元分析,得到主索、风索、下稳定索、吊索及系索五种索结构的应力分布规律;同时利用工程检测数据验证了所用理论、所建模型和模拟结果的正确性。研究结果表明:在正常运营的工况下,悬索管桥各个索的应力值都远小于其标准破坏强度1 570 MPa;主索、风索、下稳定索的轴向应力沿桥中心呈对称分布;吊索体系、系索体系的各对索的应力以各自的第27对索为中心,也呈对称分布;应力最大的系索不是第27对系索,而是其两侧附近的系索。     

悬吊式管桥一种钢丝绳受力测量方式介绍

忠线-武汉输气管道工程木龙河悬索跨越于2003年设计完成,2004年下半年完成施工,直至现在一直进入运行阶段,为了观测各钢丝绳的受力状态,了解钢丝绳实际拉力与设计拉力的误差,评测管桥的安全度,我们对整座悬索管桥的钢丝绳拉力进行了测量,现将这种测量方法介绍如下.     

斜拉-悬索协作体系桥主缆找形的假定初态法

对于斜拉-悬索协作体系桥这种新式桥梁,其主缆线形分析关系着成桥状态的确定.阐述 了使用分步算法进行协作体系桥的计算分析思路.针对协作体系桥提出主缆找形的假定初态迭代法,具体描述了假定初态法的执行过程.阐述了协作体系桥主缆几何非线性特征,并对几何非线性方程解法做了简要介绍.     

大跨径自锚式斜拉-悬索协作体系桥非线性随机静力分析

自锚式斜拉-悬索协作体系桥综合了斜拉桥和自锚式悬索桥的特点,完全取消了庞大的锚碇,为深海软基建设大跨径桥梁提供了一种理想方案.对自锚式斜拉-悬索协作体系桥进行了确定性非线性分析并应用响应面法进行了非线性随机静力分析,算例研究结果表明,各种随机变量的变异对自锚式斜拉-悬索协作体系桥响应影响规律不同,同其他随机变量相比,主缆弹性模量和截面面积的变异对桥梁跨中挠度影响最为显著,其次是钢主梁参数,而吊杆参数的变异对其影响可以忽略不计.     

均布荷载下的抛物线形拱矢跨比的优化理论解

在拱轴线形与截面优化的基础上,用理论的方法得出均布荷载下的抛物线形变截面拱矢跨比的优化理论解为3~(1/2)/4;在拱轴线形优化的基础上,用理论的方法得出均布荷载下的抛物线形等截面拱矢跨比的优化理论解为0.341 8,其优化结果均是拱体体积最小,但后者比前者大35%;并说明,该优化理论可精确运用于三铰拱甚至悬索,也可近似运用于无铰拱和两铰拱.     

栓焊结构钢桥加劲梁的现场配钻孔施工方法

本文结合白鹤滩水电站三滩悬索钢桥加劲梁的现场制作,总结介绍了栓焊结构钢桥加劲梁的现场配钻孔施工方法。     

自锚式斜拉-悬索协作体系桥非线性分析

阐述自锚式斜拉-悬索协作体系桥几何非线性特征,分析混凝土收缩徐变、主缆矢跨比和主梁拱度对协作体系的影响.应用线性理论、线性二阶理论和非线性理论对一座主跨800m的自锚式斜拉-悬索协作体系桥进行分析,得到主梁、主塔在活载作用下不同矢跨比和主梁拱度下的弯矩和位移.分析表明:主跨800m的自锚式斜拉-悬索协作体系桥可以采用较简单的线性二阶理论进行近似活载计算,其误差不超过6%;混凝土收缩徐变对结构受力影响较大;整体刚度优于悬索桥;主缆、主梁轴力和刚度随着矢跨比的增大而减小;主梁设置拱度可以提高体系整体刚度.     

矮寨悬索桥桥址风环境观测系统及数据分析

为了确保矮寨大桥的抗风稳定性和安全性,掌握桥址处的风特征,设计并建立了一套悬索吊挂式风环境现场观测系统,该观测系统设计经济、合理,通过对实测数据的分析,获得了桥址处峡谷地形风环境的相关参数．     

自锚式斜拉-悬索协作体系桥基于强度的极限跨径分析

推导了自锚式斜拉-悬索协作体系桥的极限跨径,分析了其极限跨径与结构几何参数、荷载和材料特性的关系.从材料强度出发,并结合目前桥梁常用的材料,对混凝土主梁和钢主梁自锚式斜拉-悬索协作体系桥在竖向静荷载作用下的极限跨径进行了具体研究,得到了相应的极限跨径上限和各因素对极限跨径的影响.分析结果表明,增大矢跨比、高跨比和斜拉段长度比例,减小二期恒载,均可以提高协作体系的跨径.     

双Hopf分叉系统最简规范形的计算

利用规范形理论研究了Hopf分叉系统最简规范形的计算,得到了计算4维非线性系统最简规范形的通用公式.通过对覆冰悬索系统的分析,用数值方法验证了该计算方法在研究高维非线性系统中的有效性.     

超千米级斜拉桥的恒载索力优化

把超千米级斜拉桥的索力优化问题归结为非线性隐式优化的数学模型,以系统最小弯压应变能为目标,根据合理成桥状态指定各种非线性约束条件,利用投影梯度法进行优化问题的求解,求解过程中充分考虑了各种几何非线性的影响。利用ANSYS工具建立了1400m的斜拉桥有限元模型,然后据此建立斜拉索索力优化的数学模型,进行优化计算。结果表明,优化前后索力的相对改变量并不大,但是结构内力状态却得到极大改善,塔梁恒载弯矩和主梁恒载挠度减小明显,主塔塔顶向岸侧有一定偏移量,对混凝土塔的长期受力更加有利。该文优化方法为以后类似超千米级斜拉桥的索力优化提供参考。     

基于小生境Pareto遗传算法的混凝土桥面板维修优化

混凝土桥面板是桥梁组成部分中最易损坏的结构单元,维修频率最高.研究了在各种约束条件下如何得到混凝土桥面板最佳维修策略问题.建立了桥面板维修的多目标优化模型,同时满足费用最小化以及性能最大化等多个相互冲突的目标,并采用小生境Pareto遗传算法(NPGA)求解.结果表明,基于NPGA的桥面板维修优化方法提供了一系列可行解供桥梁管理者根据偏好进行挑选,增加了维修策略的选择范围.这种方法既可以避免单目标优化无法考虑其他影响因素的缺点,又可以克服多目标优化传统解法的某些不足,提高了维修决策的科学性、合理性,适于指导桥梁维修工程实践.     

涉及恒载和活载的桥梁结构拓扑优化设计

桥梁结构一般受到恒载和活载的作用,在其结构的拓扑优化过程中必须考虑载荷的变化．为了解决桥梁结构拓扑优化的应用问题,首先给出了桥梁结构的优化数学模型,结构活载采用效率活载替代;而后导出了涉及桥梁结构恒载和活载的多载荷工况的位移灵敏度公式,建立了考虑应力和位移要求的多约束三维结构优化算法．给出的两个拱桥仿真算例验证了方法的有效性和正确性．     

桥梁退化模型及养护时机研究综述

为了准确把握桥梁结构性能退化规律,实现桥梁养护决策精准化、科学化,综述了桥梁性能退化的模型建立方法以及养护时机优化研究现状.调研了中外学者对桥梁性能退化规律和养护策略的研究成果,从物理模型、回归模型、随机模型、人工智能模型等四个方面分析了桥梁退化预测模型的研究进展,总结了桥梁养护时机优化问题的建立与解决方法.研究表明:...     

基于遗传算法的桥梁施工资源有限优化

应用遗传算法的染色体编码、约束条件及修复算子等,提出了解决桥梁施工资源有限工期最短的优化方法,研究了其目标函数的数学模型,利用Vc语言编制了计算机程序,实桥优化结果表明遗传算法符合桥梁施工实际。     

圆柱形纳米颗粒离心分离优化问题的研究

研究了圆柱形纳米颗粒离心分离优化问题。先建立了圆柱形纳米颗粒在溶液中离心分离的动力学模型,然后建立了同半径圆柱颗粒按高沿离心半径的理想分布为线性分布的优化模型,以及变半径圆柱颗粒按体积沿离心半径的理想分布为线性分布的优化模型。编程计算求解了两个优化模型的例子,给出了相应的在实际可操作范围内的优化参数。计算结果表明优化分布接近理想分布,这对于实际圆柱形纳米颗粒离心分离有着指导作用。     

动态规划方法在斜拉桥模型索力优化中的应用

本文提出动态规划的方法来进行斜拉桥索力优化。介绍了实际试验模型的调整及模型的制作过程,详细介绍了模型试验方法,通过实验模拟斜拉桥整个施工流程,研究桥梁的工作状态,得到斜拉桥施工过程中节点位移变化,将试验结果与动态规划理论结果进行对比。建立斜拉桥有限元模型,与实验模型进行对比。研究表明：将用动态规划方法计算出来的斜拉桥主梁的竖向位移与各阶段理想竖向位移进行比较,发现二者相差很小,优化后内力分布更均匀,弯矩减小。说明了动态规划方法可以应用于斜拉桥索力优化。     

采用类桁架优化方法研究大跨桥梁的构形

采用类桁架拓扑优化方法研究大跨桥梁的选型.通过求解应力约束体积最小类桁架结构拓扑优化问题,得到不同跨高比下桥梁结构的拓扑构形,验证了桥梁构形与跨高比有关.典型算例结果表明:文中方法在大跨桥梁选型中可以节约成本、提高结构性能和缩短设计周期.     

价值工程在桥梁加固方案优选中的应用

如何从多种桥梁加固方案中选择技术可行、经济合理、社会效益良好的方案是一个急需解决的问题。首次以价值工程进行尝试,建立一套桥梁加固方案的比选优化模型,并通过工程实例对该模型进行阐述分析。     

峪道河矮塔斜拉桥拉索初张力优化

矮塔斜拉桥是一种组合结构体系,其力学性能介于连续梁桥和斜拉桥之间.由于其良好的经济特性和美学效果,近些年在国内外得到了快速发展.对北京峪道河大桥主桥矮塔斜拉桥进行了设计分析,采用MIDAS建立的大桥的空间有限元模型,进行了索力优化和静力计算.